(57)【要約】【課題】          本発明の目的は、水晶振動子の励振電極構造とその製造方法を提供する。【解決手段】          上記目的の達成の為、本発明は水晶振動子の水晶素板上にチタン層を下地電極とした上に金層主電極層が積層された励振電極構造で、主電極層粒径０．０１μｍから０．１μｍを特徴とし、又、水晶振動子の水晶素板上にチタン層を下地電極とした上に粒径０．０１μｍから０．１μｍの金層主電極層が積層された励振電極構造の製造方法で、主電極層成膜中の水晶素板温度を室温（２０℃±３℃）から５０℃の範囲として課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶振動子の水晶素板上にチタン層を下地電極とし、その上に金（Ａｕ）層からなる主電極層が積層された励振電極構造において、
主電極層の粒径が０．０１μｍから０．１μｍであることを特徴とする水晶振動子の励振電極構造。
【請求項２】
水晶振動子の水晶素板上にチタン層を下地電極とし、その上に粒径が０．０１μｍから０．１μｍの金（Ａｕ）層からなる主電極層が積層された水晶振動子の励振電極構造の製造方法において、
主電極層の成膜中の水晶素板温度を室温から５０℃の範囲とする水晶振動子の励振電極構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は主に水晶振動子の励振電極構造、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来においては、水晶振動子内部の水晶素板上に形成される励振電極と水晶素板の密着度をあげる手段として、まず水晶素板にニッケル（Ｎｉ）やクロム（Ｃｒ）、またはニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）などの金属を、蒸着により水晶素板に所望の電極形状の孔をもったマスクを通して下地材料としてつけた後、更にその上から金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）といった金属を先述の下地材料の上から同様にマスクを通して主電極とし蒸着によりつけることによって励振電極を形成していた。更に、積層セラミックなどからなるパッケージと水晶片を、水晶振動子の内部で固着するのに用いられる導電性接着剤に含有されている有機成分を除去し、封止後に水晶振動子の特性に悪影響を及ぼすおそれを無くすために、水晶振動子をパッケージで封止する前に３００℃近い温度で加熱処理をするのが一般的であった。
【０００３】
一方、最近の傾向では通信分野の伝送系装置等を中核として、その搭載部品について非常に急激な市場からの小型化や低背化の要求、更に加えて軽量化や低価格化の要求があるのが現状であるが、そのために水晶振動子の内部に収納される先述の水晶素板の外形も非常に小型となってきており、その結果、発振する周波数の値もより高く高周波化しているのが実際である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２１４８３８号公報
【０００５】
なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、先述の水晶振動子をパッケージで封止する前に加熱処理を施すと下地電極のクロム（Ｃｒ）が、その上地電極を成す金（Ａｕ）層内に拡散して、水晶振動子の電極自体の抵抗値を増大させる。またこの加熱処理によって下地電極材料と主電極材料の熱膨張係数の差により、下地電極と主電極の電極層とのあいだに熱ストレスに対する違いがみられ、質量負荷効果によって励振電極組成の変化が起こり、その結果、水晶振動子の直列等価抵抗値（Ｒ１）が大きく成り、水晶振動子全体の電気的特性の劣化を招くおそれとなると言った問題があった。
【０００７】
また、一般に１００ＭＨｚを超える高周波水晶振動子の場合、先述の質量負荷効果に対する周波数変動の感度が高いために、製造における不具合モードとして室温偏差不良が多くなるおそれがあり、その結果、製造歩留まり悪化によるコスト高の問題が生じ、またエージング特性などの特性劣化が発生するおそれがあるといった問題があった。
【０００８】
本発明は、以上のような技術的背景のもとでなされたものであり、従がってその目的は、水晶振動子の励振電極構造とその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために本発明は、水晶振動子の水晶素板上にチタン層を下地電極とし、その上に金（Ａｕ）層からなる主電極層が積層された励振電極構造において、主電極層の粒径が０．０１μｍから０．１μｍであることを特徴とする。
【００１０】
また、水晶振動子の水晶素板上にチタン層を下地電極とし、その上に粒径が０．０１μｍから０．１μｍの金（Ａｕ）層からなる主電極層が積層された水晶振動子の励振電極構造の製造方法において、主電極層の成膜中の水晶素板温度を室温から５０℃の範囲とする水晶振動子の製造方法であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の水晶振動子の励振電極構造の製造方法により、水晶振動子の電気的特性の経時変化を著しく改善することが出来る。
【００１２】
また、本発明の水晶振動子の製造方法により、金粒子形成の大きさを抑えて、主電極層の金（Ａｕ）層の粒径（グレインサイズ）を０．０１μｍから０．１μｍと小さくし、その結果、電極層と水晶素板とのあいだの応力歪を小さくすることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に図面を参照しながら本発明の実施の一形態について説明する。なお、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。
【実施例１】
【００１４】
図１は本発明の励振電極構造５を、水晶素板２の側面方向からみた概略の側面模式図である。即ち水晶振動子１の水晶素板２上にチタン層を下地電極３とし、その上に金（Ａｕ）層からなる主電極層４が積層された励振電極構造５で、最上層の主電極層４のグレインサイズである粒径が０．０１μｍから０．１μｍとしてある水晶振動子１の励振電極構造５である。水晶振動子１の電極にはこの図１の水晶素板２の振動部の中央付近に励振電極につながり信号出力を外部端子に出す引き回し電極部分が実際にはあるが、本発明の励振電極構造５は励振電極部分のみを指し、以下の図においても引き回し電極部分は図４以外では省略している。
【実施例２】
【００１５】
図２は本発明の励振電極構造５をもつ、水晶素板厚板の補強部に囲まれた水晶素板薄板の振動部をもつ水晶振動子１をその斜め上面方向からみた概略の上面斜視図である。１００ＭＨｚを超える高周波水晶振動子の場合、質量負荷効果に対する周波数変動の感度が高いために、製造における不具合モードとして室温偏差不良が多くなるおそれがあり、その結果、製造歩留まり悪化によるコスト高の問題が生じ、またエージング特性などの特性劣化が発生するおそれがあるといった問題があったが、本発明の励振電極構造５により、すなわち主電極層の金（Ａｕ）層の粒径（グレインサイズ）を０．０１μｍから０．１μｍとすることにより、水晶振動子の電気的特性の経時変化を著しく改善することが出来る。
【００１６】
図３は本発明の励振電極構造５の製造方法による水晶振動子１のエージング特性を示す概略の特性図である。即ち、水晶振動子１の水晶素板２上にチタン層を下地電極３とし、その上に金（Ａｕ）層からなる主電極層４が積層された水晶振動子１の励振電極構造５の製造方法において、主電極層４である金層の成膜中の水晶素板２温度を成膜装置のなかで、従来は１２０℃±１０℃としていた温度を、室温（２５℃±３℃）から５０℃の範囲とすることで、グレインサイズである金の粒径が０．０１μｍから０．１μｍとされ、この図５に示されるように、蒸着により主電極層４が成膜された励振電極構造５をもつ水晶振動子１の、エージング特性を従来に比べて非常に安定したものに改善することが出来る効果を奏する。
【００１７】
図４は本発明の励振電極構造５の製造方法による励振電極構造５をもつ水晶振動子１の主電極層４を、励振電極が形成された水晶素板２の上面方向からみた概略の主電極表面写真である。グレインサイズである金（Ａｕ）層のきめが細かくその電極表面は緻密な様相を示し、その粒径は０．０１μｍから０．１μｍと成っている。
【００１８】
図５は従来の励振電極構造５をもつ水晶振動子１の励振電極構造５を水晶素板２の上面方向からみた概略の主電極の表面写真である。先の図４に比べてその電極表面は粒径が不揃いで、しかも粗い様相を示している。
【００１９】
図６は従来の励振電極構造５を、水晶素板２の側面方向からみた概略の側面模式図である。従来は下地電極３として、水晶素板２にニッケル（Ｎｉ）やクロム（Ｃｒ）、またはニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）などの金属を蒸着法などでつけた後、その上に主電極層４として金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）といった材料を下地電極３と同様に蒸着法により形成していた。このときの主電極層４の成膜中の水晶素板２の温度は成膜装置のなかで、１２０℃±１０℃としていた。このときの主電極層４のグレインサイズである粒径は不揃いで０．１μｍよりも大きいものであった。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の励振電極構造を、水晶素板の側面方向からみた概略の側面模式図である。
【図２】本発明の励振電極構造をもつ、水晶素板厚板の補強部に囲まれた水晶素板薄板の振動部をもつ水晶振動子をその斜め上面方向からみた概略の上面斜視図である。
【図３】本発明の励振電極構造をもつ水晶振動子のエージング特性を示す概略の特性図である。
【図４】本発明の励振電極構造をもつ水晶振動子の励振電極構造を水晶素板の上面方向からみた概略の主電極の表面写真である。
【図５】従来の励振電極構造をもつ水晶振動子の励振電極構造を水晶素板の上面方向からみた概略の主電極の表面写真である。
【図６】従来の励振電極構造を水晶素板の側面方向からみた概略の側面模式図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  水晶振動子
２  水晶素板
３  下地電極
４  主電極層
５  励振電極構造
６  粒径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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